为什么wifi
Wi-Fi(Wireless Fidelity)指基于 IEEE 802.11 协议的无线局域网接入技术,一般工作在 2.4GHz 频段,是使用最为广泛的 WLAN 标准。
其主要特点包括无线接入和高速传输。技术优势有建设便捷,无需布线,不受布线条件限制,适合移动办公用户;无线电波覆盖范围广;投资经济;业务可集成;厂商进入门槛较低等。
Wi-Fi 技术已广泛应用于手机、计算机、笔记本电脑、相机、耳机、摄影机、电视、游戏机、打印机等各类产品。
Wi-Fi 联盟成立于 1999 年,其发出的证书用于保证 IEEE 802.11 系统的互操作性。
该标准的第一个版本发表于 1997 年,定义了介质访问接入控制层(MAC 层)和物理层。
名字由来方面,Wi-Fi 一词实际上没有任何意义,也没有全称,它被人们普遍误以为是指无线保真(Wireless Fidelity)。
技术原理上,无线网络在无线局域网范畴是指 “无线相容性认证”,通过无线电波来连网。常见的是一个无线路由器,其电波覆盖的有效范围内都可采用 Wi-Fi 连接方式联网,若无线路由器连接了其他上网线路,则被称为热点。
具体来说,终端会在 Wi-Fi 的第一个 20MHz 频道上发送一系列探针序列来寻找 Wi-Fi 网络,如果 20ms 后没有收到 AP 回应,就切换到下一个频道,重复此动作直到收到回应以确认 AP 的工作频段和接入参数从而接入网络。当室内有多个 Wi-Fi AP 时,为避免用户在移动过程中切换 AP 时重复搜索信道的低效问题,802.11k 中开发了 “邻居报告” 协议,AP 会将邻近 AP 的 BSSID 和频道信息发送给用户设备,节省切换时间、省电并有效利用无线信道。
接入网络后,AP 和终端们通过载波侦听多路访问 / 碰撞避免(CSMA/CA)的方式竞争占用无线信道。设备的空口时间统一被分为空闲(Idle)和机会发送(TXOP)时段。当设备收到数据发送请求时,开始 “仲裁” 过程,先进行无线信道侦听,若信号强度低于设定阈值且能量检测判断信道未被非 Wi-Fi 设备占用,设备会根据不同数据优先级对应的仲裁帧间间隔(AIFS)结束后进入竞争窗口(CW)倒计时,倒计时结束时若信道空闲则占用信道发送数据。
Wi-Fi 将数据分为语音(VO)、视频(VI)、最大努力(BE)和背景(BK)四种不同优先级,优先级越高,AIFS 值越低,发送优先级越高。在设备增多的情况下,竞争信道效率会降低。而 Wi-Fi 6 是 Wi-Fi 行业的一次重要革新,极大提升了网络性能。
另外,802.11 协议有多个子部分,如 802.11a、802.11b、802.11g、802.11n 等,这些协议在时间上有先后顺序,且新发展的协议通常会有所改善。例如 802.11n 采用了将两个信道合并传输数据的技术提高传输速率,还利用 MIMO 特性让两对天线可同时同信道传输数据且不相互干扰。
在一些术语方面:
- LAN:即局域网,通常为有线网络。
- WAN:即广域网,是外部更大的局域网。
- WLAN:无线局域网。
- AP:访问点或接入点,是无线网络中的特殊节点,其他节点通过它可与网络外部及内部通信。
- Station:连接到无线网络中的设备,可通过 AP 与内部其他设备或无线网络外部通信。
- SSID:用来标识一个无线网络。
- BSSID:用来标识一个 BSS,格式和 MAC 地址一样,一般是所处无线接入点的 MAC 地址,作用和 SSID 类似,但它是给机器看的。
- BSS:由一组相互通信的工作站组成,主要有 IBSS(临时组网,通信方式为 Station<->Station)和基础结构型网络(通信方式为 Station<->AP<->Station,所有设备通信都需经过 AP)两种类型。
- DS:分布式系统,负责将帧转发至目的地址,可由骨干网络(如以太网)、桥接器(具有有线无线两个网络接口的接入点包含它)等构成,Station 通信需经过它,且分布式系统中的接入点之间必须相互传递与之关联的工作站的信息。
总的来说,Wi-Fi 技术为人们提供了便捷的无线联网方式,使人们在许多场景下能够摆脱网线的束缚,享受高速的网络连接。同时,随着技术的不断发展,Wi-Fi 也在不断演进和提升性能,以满足日益增长的网络需求。但 Wi-Fi 也存在一些局限性,如信号易受干扰、覆盖范围有限、数据安全性能相对较弱等,在实际使用中需要根据具体情况进行优化和注意安全防护。
